一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗。
【背景技術(shù)】
[0002]微夾鉗是微操作系統(tǒng)中關(guān)鍵的執(zhí)行器，將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能，產(chǎn)生需要的夾持動作和夾持力。作為一種典型的微執(zhí)行機構(gòu)，微夾鉗在微細(xì)零件加工、裝配、生物醫(yī)學(xué)工程和光學(xué)等領(lǐng)域已呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]壓電陶瓷材料是一種廣泛應(yīng)用在微執(zhí)行器領(lǐng)域的材料，利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，可方便地實現(xiàn)精密的位置控制，制成微動夾鉗，例如蔡建華在其論文《新型微夾鉗技術(shù)研究》中提出的一種基于壓電雙晶片驅(qū)動的微夾鉗。雖然壓電驅(qū)動微夾鉗變形分辨率高、相應(yīng)快、對溫度不敏感、工作頻率寬，但同時其驅(qū)動電壓高、變形量小、與半導(dǎo)體工藝難兼容。
[0004]Galfenol材料是一種新型的磁致伸縮材料，具有大應(yīng)變、高精度、輸出力大、響應(yīng)快速及可靠性高等優(yōu)勢，并且具有優(yōu)良的機械性能，是構(gòu)造精密驅(qū)動器的理想材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種以Galfenol薄片為驅(qū)動源的變形精度高、驅(qū)動電壓低的磁致伸縮彈片式微夾鉗。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，包括鉗體，鉗體一端封閉，另一端開口，鉗體外部纏繞線圈；鉗體內(nèi)設(shè)有兩片平直的彈片，兩片彈片相對設(shè)置，彈片的一端與鉗體的封閉端面連接，彈片的另一端伸出鉗體的開口端；在鉗體的開口端設(shè)置有兩片與彈片垂直的支片，支片的一端與彈片的外側(cè)面相連，支片的另一端與鉗體的內(nèi)壁相連；彈片位于鉗體內(nèi)部的外側(cè)面上粘貼有Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向與彈片的長度方向一致。
[0007]按上述方案，所述鉗體、彈片和支片為一體化結(jié)構(gòu)，采用非導(dǎo)磁彈性板材整體切割
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[0008]按上述方案，所述Galfenol薄片呈長矩形，厚度為0.3?0.5mm。
[0009]按上述方案，所述鉗體的壁厚超過10mm。
[0010]按上述方案，所述彈片的厚度為0.8?1mm，彈片位于鉗體內(nèi)的長度與其伸出鉗體外的長度的比值大于1:1。
[0011]按上述方案，所述支片的厚度為0.8?1mm，支片的長度為3?5mm。
[0012]本發(fā)明的工作原理是:Galfenol薄片在通電的線圈磁場中沿彈片長度方向伸長，驅(qū)動彈片彎曲變形，彈片的彎曲度隨Galfenol薄片的伸長量增大而增大；彈片向外彎曲，在支片的支撐作用下，彈片的自由端繞支片向內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)夾持，如圖2所示。Galfenol薄片在線圈斷電、磁場消失后，恢復(fù)到通電前的原長，彈片也恢復(fù)到通電前的平直狀態(tài)。本發(fā)明可通過調(diào)整線圈電流的大小來控制夾持范圍。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:利用Galfenol薄片在磁場中的變形，驅(qū)動彈片彎曲變形實現(xiàn)夾持；鉗體采用一體化結(jié)構(gòu)，彈片的自由端繞支片轉(zhuǎn)動，增強了鉗體的剛度，增大了鉗體的夾持力；可通過調(diào)整通入線圈的電流大小，來控制夾持范圍；本發(fā)明的變形精度高，驅(qū)動電壓低，而且可靠性好。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實施例的夾持狀態(tài)示意圖。
[0016]其中:1、鉗體；2、線圈；3、Galfenol薄片；4、彈片；5、支片。
【具體實施方式】
[0017]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]如圖1所示的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，包括鉗體1，鉗體I 一端封閉，另一端開口，鉗體I外部纏繞線圈2 ;鉗體I內(nèi)設(shè)有兩片平直的彈片4，兩片彈片4相對設(shè)置，彈片4的一端與鉗體I的封閉端面連接，彈片4的另一端伸出鉗體I的開口端；在鉗體I的開口端設(shè)置有兩片與彈片4垂直的支片5，支片5的一端與彈片4的外側(cè)面相連，支片5的另一端與鉗體I的內(nèi)壁相連；彈片4位于鉗體I內(nèi)部的外側(cè)面上粘貼有Galfenol薄片3，Galfenol薄片3的最大磁致伸縮方向與彈片4的長度方向一致。
[0019]優(yōu)選地，鉗體1、彈片4和支片5為一體化結(jié)構(gòu)，采用非導(dǎo)磁彈性板材整體切割而成。
[0020]優(yōu)選地，Galfenol薄片3呈長矩形，厚度為0.3?0.5_。
[0021]優(yōu)選地，鉗體I的壁厚超過10mm。
[0022]優(yōu)選地，彈片4的厚度為0.8?1_，且彈片4位于鉗體I內(nèi)的長度與其伸出鉗體I外的長度的比值大于1:1。
[0023]優(yōu)選地，支片5的厚度為0.8?1mm，且支片5的長度為3?5mm。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，包括鉗體，鉗體一端封閉，另一端開口，鉗體外部纏繞線圈；鉗體內(nèi)設(shè)有兩片平直的彈片，兩片彈片相對設(shè)置，彈片的一端與鉗體的封閉端面連接，彈片的另一端伸出鉗體的開口端；在鉗體的開口端設(shè)置有與彈片垂直的支片，支片的一端與彈片的外側(cè)面相連，支片的另一端與鉗體的內(nèi)壁相連；彈片位于鉗體內(nèi)部的外側(cè)面上粘貼有Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向與彈片的長度方向一致。2.如權(quán)利要求1所述的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，所述鉗體、彈片和支片為一體化結(jié)構(gòu)，采用非導(dǎo)磁彈性板材整體切割而成。3.如權(quán)利要求1所述的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，所述Galfenol薄片呈長矩形，厚度為0.3-0.5mm。4.如權(quán)利要求2所述的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，所述鉗體的壁厚超過10mm。5.如權(quán)利要求2所述的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，所述彈片的厚度為0.8~1_，彈片位于鉗體內(nèi)的長度與其伸出鉗體外的長度的比值大于1:1。6.如權(quán)利要求2所述的一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，其特征在于，所述支片的厚度為0.8~lmm，支片的長度為3~5mm0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Galfenol薄片驅(qū)動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，包括鉗體，鉗體一端封閉，另一端開口，鉗體外部纏繞線圈；鉗體內(nèi)設(shè)有兩片平直的彈片，兩片彈片相對設(shè)置，彈片的一端與鉗體的封閉端面連接，彈片的另一端伸出鉗體的開口端；在鉗體的開口端設(shè)置有兩片與彈片垂直的支片，支片的一端與彈片的外側(cè)面相連，支片的另一端與鉗體的內(nèi)壁相連；彈片位于鉗體內(nèi)部的外側(cè)面上粘貼有Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向與彈片的長度方向一致。本發(fā)明利用Galfenol薄片在磁場中的變形，驅(qū)動彈片彎曲變形實現(xiàn)夾持，夾持范圍大，變形精度高，驅(qū)動電壓低，而且可靠性好。
【IPC分類】H02N2/00, B25J7/00
【公開號】CN105119518
【申請?zhí)枴緾N201510556613
【發(fā)明人】盧全國, 陳定方, 鄒凌云, 胡瑞, 王歡
【申請人】南昌工程學(xué)院
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月2日